特開 2024-92543 車載装置、制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092543

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】車載装置、制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240701BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 P

H02J7/00 302A

H02H7/00 L

H02H7/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208560

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】内野 剛雄

(72)【発明者】

【氏名】小田 康太

(72)【発明者】

【氏名】谷中 裕太

【テーマコード（参考）】

5G053

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G053AA02

5G053AA03

5G053BA01

5G053BA04

5G053DA02

5G053DA03

5G053EA01

5G053EC01

5G053EC03

5G053EC05

5G053FA05

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA01

5G503DA04

5G503FA06

5G503FA14

5G503GA01

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】機械式リレー及び半導体スイッチを備える構成において、これら機械式リレー及び半導体スイッチを用いて効率的に給電することができる車載装置等を提供する。
【解決手段】本開示の一態様に係る車載装置は、車両に搭載され、一つ以上の負荷への給電を制御する車載装置であって、前記車両の状態は、前記負荷の消費電流が通常電流である通常電流状態と、前記負荷の消費電流が小さい低電流状態とを含み、前記車両のバッテリ電源と前記負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーと、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにする第１制御回路と、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする第２制御回路とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、一つ以上の負荷への給電を制御する車載装置であって、
前記車両の状態は、前記負荷の消費電流が通常電流である通常電流状態と、前記負荷の消費電流が通常電流よりも小さい低電流状態とを含み、
前記車両のバッテリ電源と前記負荷との間に接続された機械式リレーと、
前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーと、
前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにする第１制御回路と、
前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする第２制御回路と
を備える
車載装置。

【請求項2】

前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、
前記処理部は、
前記車両の状態を判定し、
電流経路における前記機械式リレー及び前記第１半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、
前記車両の状態の判定結果及び前記第１電圧値に基づいて、前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したか否かを判定し、
前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する
請求項１に記載の車載装置。

【請求項3】

前記処理部は、
前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる
請求項２に記載の車載装置。

【請求項4】

前記第１半導体リレーは、電流経路においてドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴであり、
前記第１半導体リレーと直列に接続され、電流経路においてソースがドレインの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴである第２半導体リレーを備え、
前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオンにする
請求項１に記載の車載装置。

【請求項5】

前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、
前記処理部は、
前記車両の状態を判定し、
電流経路における前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、及び前記第２半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、
電流経路における前記第１半導体リレーと前記第２半導体リレーとの間の箇所の第２電圧値を取得し、
前記車両の状態の判定結果、前記第１電圧値及び前記第２電圧値に基づいて、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したか否かを判定し、
前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する
請求項４に記載の車載装置。

【請求項6】

前記処理部は、
前記第１半導体リレーまたは前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる
請求項５に記載の車載装置。

【請求項7】

前記第１半導体リレーに並列に接続される第２半導体リレーを備え、
前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオンにする
請求項１に記載の車載装置。

【請求項8】

電流経路における前記第１半導体リレーの下流側に配置される抵抗と、
前記抵抗の両端間の電圧値が上昇した場合に上昇する抵抗電圧値を出力する故障検出回路と、
前記車両の状態を判定可能な処理部と
を備え、
前記処理部は、
前記車両の状態を判定し、
電流経路における前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、及び前記第２半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値と、前記故障検出回路が出力した前記抵抗電圧値とを取得し、
前記車両の状態の判定結果、前記第１電圧値及び前記抵抗電圧値に基づいて、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したか否かを判定し、
前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する
請求項７に記載の車載装置。

【請求項9】

前記処理部は、
前記第１半導体リレー及び前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる
請求項８に記載の車載装置。

【請求項10】

前記第１半導体リレーは、電流経路においてドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴであり、
前記第１半導体リレーと直列に接続され、電流経路においてドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴである第２半導体リレーを備え、
前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオンにする
請求項１に記載の車載装置。

【請求項11】

前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、
前記処理部は、
前記車両の状態を判定し、
電流経路における前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、及び前記第２半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、
電流経路における前記第１半導体リレーと前記第２半導体リレーとの間の箇所の第２電圧値を取得し、
前記車両の状態の判定結果、前記第１電圧値及び前記第２電圧値に基づいて、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したか否かを判定し、
前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する
請求項１０に記載の車載装置。

【請求項12】

前記処理部は、
前記第１半導体リレーまたは前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる
請求項１１に記載の車載装置。

【請求項13】

前記第１半導体リレーは電流経路においてソースがドレインの上流側に配置されるＰチャネル型のＦＥＴであり、
前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーのゲートへ印加する電圧を上昇させることにより前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーのゲートへ印加する電圧を低下させることにより前記第１半導体リレーをオンにする
請求項１に記載の車載装置。

【請求項14】

前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、
前記処理部は、
前記車両の状態を判定し、
電流経路における前記機械式リレー及び前記第１半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、
前記車両の状態の判定結果及び前記第１電圧値に基づいて、前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したか否かを判定し、
前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する
請求項１３に記載の車載装置。

【請求項15】

前記処理部は、
前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる
請求項１４に記載の車載装置。

【請求項16】

車両に搭載され、負荷へ給電を制御する車載装置の制御方法であって、
前記車載装置は、
バッテリ電源と負荷との間に接続された機械式リレーと、
前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーと
を備え、
前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、
前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにし、
前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、
前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする
制御方法。

【請求項17】

車両に搭載され、負荷へ給電を制御する車載装置を制御する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記車載装置は、
バッテリ電源と負荷との間に接続された機械式リレーと、
前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーと
を備え、
前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、
前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにし、
前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、
前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする
処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載装置、制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、バッテリから負荷への給電を制御する給電制御装置（例えば、特許文献１を参照）が搭載されている。特許文献１に記載の給電制御装置では、バッテリから負荷に流れる電流の電流経路に半導体スイッチが設けられ、半導体スイッチをオン又はオフに切替えることによって、バッテリから負荷への給電を制御する。

【0003】

半導体スイッチは制御端を有する。例えば、半導体スイッチがＦＥＴ(Field Effect Transistor)である場合、制御端はゲートである。半導体スイッチの両端間の抵抗値は、制御端の電圧に応じて変化する。制御端の電圧を調整することによって、半導体スイッチの両端間の抵抗値を十分に小さい値に調整し、半導体スイッチをオンに切替える。制御端の電圧を調整することによって、半導体スイッチの両端間の抵抗値を十分に大きい値に調整し、半導体スイッチをオフに切替える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１４３９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、文献１の給電制御装置においては、機械式リレー及び半導体リレーを備える構成において、これら機械式リレー及び半導体リレーを用いて給電する観点について、考慮されていない。

【0006】

本開示は、機械式リレー及び半導体スイッチを備える構成において、これら機械式リレー及び半導体スイッチを用いて効率的に給電することができる車載装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一実施形態に係る車載装置は、車両に搭載され、一つ以上の負荷への給電を制御する車載装置であって、前記車両の状態は、前記負荷の消費電流が通常電流である通常電流状態と、前記負荷の消費電流が通常電流よりも小さい低電流状態とを含み、前記車両のバッテリ電源と前記負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーと、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにする第１制御回路と、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする第２制御回路とを備える。

【0008】

本開示の一実施形態に係る制御方法は、車両に搭載され、負荷へ給電を制御する車載装置の制御方法であって、前記車載装置は、バッテリ電源と負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーとを備え、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにし、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする。

【0009】

本開示の一実施形態に係るプログラムは、車両に搭載され、負荷へ給電を制御する車載装置を制御する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記車載装置は、バッテリ電源と負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーとを備え、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにし、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする処理をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示の一実施形態に係る車載装置にあっては、機械式リレー及び半導体スイッチを用いて効率的に給電することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態１におけるマイコンの要部構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態１における第２制御回路による制御処理手順を示すフローチャートである。

【図4】実施形態１におけるマイコンによる制御処理手順を示すフローチャートである。

【図5】実施形態２における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図6】実施形態２におけるマイコンの要部構成を示すブロック図である。

【図7】実施形態２における第２制御回路による制御処理手順を示すフローチャートである。

【図8】実施形態２におけるマイコンによる制御処理手順を示すフローチャートである。

【図9】実施形態３における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図10】実施形態３におけるマイコンの要部構成を示すブロック図である。

【図11】実施形態３におけるマイコンによる制御処理手順を示すフローチャートである。

【図12】実施形態４における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図13】実施形態５における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

【0013】

（１）本開示の一態様に係る車載装置は、車両に搭載され、一つ以上の負荷への給電を制御する車載装置であって、前記車両の状態は、前記負荷の消費電流が通常電流である通常電流状態と、前記負荷の消費電流が通常電流よりも小さい低電流状態とを含み、前記車両のバッテリ電源と前記負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーと、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにする第１制御回路と、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする第２制御回路とを備える。

【0014】

本態様にあっては、バッテリ電源から供給される電力は、車載装置を介して負荷に供給される。すなわち、車載装置は給電制御装置として作動する。車両が起動している場合、バッテリ電源から負荷に通常電流が流れ、車両が停止している場合、バッテリ電源から負荷に低電流（暗電流）が流れる。低電流の電流値は通常電流の電流値よりも低く、例えば１０ｍＡ～１００ｍＡである。低電流の電流値は、例えば通常電流の電流値の百分の一程度、または千分の一程度などの低い値である。車両が停止している場合、車両の負荷に供給される電流を低電流にすることで、バッテリ電源の消耗を低減する。車両は、例えば、パワースイッチまたはイグニッションスイッチがオンである場合に起動し、オフである場合に停止する。通常電流は車載装置が備える機械式リレーを介してバッテリ電源から負荷に流れる。なお、車両は、車両内に乗員がいる場合に負荷に通常電流が流れ、車両内に乗員がいない場合に低電流が負荷に流れる態様であってもよい。機械式リレーがオンまたはオフに切替えられる回数（接点回数）が増えると、機械式リレーの劣化が進行することが懸念される。低電流が流れる低電流状態である場合に負荷を作動させる場合、機械式リレーを介さず第１半導体リレーを介して負荷に電流を流すことにより、機械式リレーを介して電流を流す回数を削減することが可能である。これにより、機械式リレーの接点回数を削減し、負荷に対して効率的に給電することが可能である。車両が低電流状態である場合においては負荷に流れる電流値は低いので、第１半導体リレーのオン抵抗値による影響を小さくすることが可能である。このため、第１半導体リレーには例えば、比較的定格電流値が低く安価な半導体（例えば、Ｎチャネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor））を用いることができ、製品コストを低減して本態様に係る構成を実現することが可能である。なお、第１半導体リレーにはＰチャネル型のＦＥＴ、トランジスタ、サイリスタ、またはＩＰＤ（Intelligent Power Device）などが用いられてもよい。

【0015】

（２）本開示の一態様に係る車載装置は、前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、前記処理部は、前記車両の状態を判定し、電流経路における前記機械式リレー及び前記第１半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、前記車両の状態の判定結果及び前記第１電圧値に基づいて、前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したか否かを判定し、前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する。

【0016】

本態様にあっては、処理部は、負荷に流れる電流値が所定の閾値（状態閾値）以上である場合、車両は通常電流状態と判定し、状態閾値未満である場合、車両は低電流状態であると判定する。なお、処理部は、バッテリ電源から車載装置に流れる電流値に基づいて車両の状態を判定してもよい。また、状態閾値は固定の値でもよく、バッテリ電源の残容量、または負荷の作動状況に応じて変動する値であってもよい。前記車両が通常電流状態である場合、機械式リレーと負荷との間の第１電圧値を取得し、取得した第１電圧値が所定値未満である場合、機械式リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。また、処理部は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレーと負荷との間の第１電圧値を取得し、取得した第１電圧値が所定値未満である場合、第１半導体リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。処理部は、機械式リレーまたは第１半導体リレーが故障したと判定した場合、例えば、車内のナビゲーション機器のパネル、またはＨＭＩ（Human Machine Interface）などの表示機器に判定結果を出力することで、搭乗者に故障が発生した旨を通知することが可能である。なお、車外に位置する外部サーバに故障が発生した旨を通知してもよい。

【0017】

（３）本開示の一態様に係る車載装置は、前記処理部は、前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる。

【0018】

本態様にあっては、第１半導体リレーがオフ故障し、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレーを介して負荷に電流を流すことが不可となった場合、機械式リレーをオンにすることで、継続して負荷に電流を流すことが可能である。

【0019】

（４）本開示の一態様に係る車載装置は、前記第１半導体リレーは、電流経路においてドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴであり、前記第１半導体リレーと直列に接続され、電流経路においてソースがドレインの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴである第２半導体リレーを備え、前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオンにする。

【0020】

本態様にあっては、第１半導体リレーはＮチャネル型のＦＥＴであり、ドレインがソースの上流側に配置されるため、第１半導体リレーがオフである場合、バッテリ電源から負荷に向かって電流は流れない。しかし、電源と負荷との間の半導体リレーが第１半導体リレーのみである場合、ボディダイオードの効果により、誤って逆接続された場合に負荷からバッテリ電源へ電流が流れてしまう恐れがある。第２半導体リレーは第１半導体と同じくＮチャネル型のＦＥＴであるが、ソースがドレインの上流側に配置されるため、第２半導体リレーがオフである場合、ボディダイオードの効果により、負荷から電源に向かって電流が流れるのを防ぐことが可能である。よって、第１半導体リレー及び第２半導体リレーがオフである場合、バッテリ電源から負荷に向かって及び負荷からバッテリ電源に向かって電流が流れることはなく、他に逆接続された場合に電流を遮断する機構を設ける必要がない。なお、第１半導体リレーまたは第２半導体リレーは、どちらが上流側に設けられてもよい。

【0021】

（５）本開示の一態様に係る車載装置は、前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、前記処理部は、前記車両の状態を判定し、電流経路における前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、及び前記第２半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、電流経路における前記第１半導体リレーと前記第２半導体リレーとの間の箇所の第２電圧値を取得し、前記車両の状態の判定結果、前記第１電圧値及び前記第２電圧値に基づいて、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したか否かを判定し、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する。

【0022】

本態様にあっては、処理部は、前記車両が通常電流状態である場合、機械式リレーと負荷との間の第１電圧を取得し、取得した第１電圧が所定値未満である場合、機械式リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。処理部は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレーまたは第２半導体リレーの下流側の半導体リレーと負荷との間の第１電圧を取得する。また、処理部は第１半導体リレーと第２半導体リレーとの間の第２電圧値を取得する。処理部は、第１電圧値及び第２電圧値が共に所定値未満である場合、上流側に配置された半導体リレーがオフ故障であると判定する。処理部は、第１電圧値が所定値未満であり、第２電圧値が所定値以上である場合、下流側に配置された半導体リレーがオフ故障であると判定する。処理部は、機械式リレー、第１半導体リレー、または第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力することで、搭乗者に故障が発生した旨を通知することが可能である。

【0023】

（６）本開示の一態様に係る車載装置は、前記処理部は、前記第１半導体リレーまたは前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる。

【0024】

本態様にあっては、第１半導体リレーまたは第２半導体リレーがオフ故障し、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレー及び第２半導体リレーを介して負荷に電流を流すことが不可となった場合、機械式リレーをオンにすることで、継続して負荷に電流を流すことが可能である。

【0025】

（７）本開示の一態様に係る車載装置は、前記第１半導体リレーに並列に接続される第２半導体リレーを備え、前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオンにする。

【0026】

本態様にあっては、第１半導体リレーと第２半導体リレーとは並列に接続されているため、車両が低電流状態である場合にどちらか一方がオフ故障となった場合においても、機械式リレーをオンにすることなく継続してバッテリ電源から負荷に電流を流すことが可能である。

【0027】

（８）本開示の一態様に係る車載装置は、電流経路における前記第１半導体リレーの下流側に配置される抵抗と、前記抵抗の両端間の電圧値が上昇した場合に上昇する抵抗電圧値を出力する故障検出回路と、前記車両の状態を判定可能な処理部とを備え、前記処理部は、前記車両の状態を判定し、電流経路における前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、及び前記第２半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値と、前記故障検出回路が出力した前記抵抗電圧値とを取得し、前記車両の状態の判定結果、前記第１電圧値及び前記抵抗電圧値に基づいて、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したか否かを判定し、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する。

【0028】

本態様にあっては、処理部は、前記車両が通常電流状態である場合、機械式リレーと負荷との間の第１電圧値を取得し、取得した第１電圧値が所定値未満である場合、機械式リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。処理部は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレーまたは第２半導体リレーの下流側の半導体リレーと負荷との間の第１電圧を取得する。また、処理部は、故障検出回路が出力した抵抗電圧値を取得する。抵抗電圧値は、抵抗の両端間の電圧値に比例し、抵抗の両端間の電圧値が上昇した場合に抵抗電圧値も上昇する。抵抗電圧値に係る閾値として、下側閾値及び上側閾値が設定されている。下側閾値は、上側閾値未満であり、ゼロを超える。処理部は、車両が低電流状態である場合に第１電圧値が所定値以上である場合において抵抗電圧値が下側閾値未満である場合、第１半導体リレーがオフ故障であると判定する。処理部は、第１電圧値が所定値以上である場合において抵抗電圧値が上側閾値以上である場合、第２半導体リレーがオフ故障であると判定する。また、処理部は、車両が低電流状態である場合に取得した第１電圧値が所定値未満である場合、第１半導体リレー及び第２半導体リレーがオフ故障であると判定する。処理部は、機械式リレー、第１半導体リレー、または第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力することで、搭乗者に故障が発生した旨を通知することが可能である。

【0029】

（９）本開示の一態様に係る車載装置は、前記処理部は、前記第１半導体リレー及び前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる。

【0030】

本態様にあっては、第１半導体リレー及び第２半導体リレーがオフ故障し、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレーまたは第２半導体リレーを介して負荷に電流を流すことが不可となった場合、機械式リレーをオンにすることで、継続して負荷に電流を流すことが可能である。

【0031】

（１０）本開示の一態様に係る車載装置は、前記第１半導体リレーは、電流経路においてドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴであり、前記第１半導体リレーと直列に接続され、電流経路においてドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴである第２半導体リレーを備え、前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第２半導体リレーをオンにする。

【0032】

本態様にあっては、第１半導体リレー及び第２半導体リレーはどちらもドレインがソースの上流側に配置されるＮチャネル型のＦＥＴであり、第１半導体リレーと第２半導体リレーとは直列に接続されている。半導体リレーが一つである場合、該半導体リレーがオフにならないオン故障となったときに電流を遮断することが出来ない。第１半導体リレーと第２半導体リレーを直列に接続することで、どちらか一方がオン故障となった場合においても、他方をオフにすることで電流を遮断することが可能である。

【0033】

（１１）本開示の一態様に係る車載装置は、前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、前記処理部は、前記車両の状態を判定し、電流経路における前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、及び前記第２半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、電流経路における前記第１半導体リレーと前記第２半導体リレーとの間の箇所の第２電圧値を取得し、前記車両の状態の判定結果、前記第１電圧値及び前記第２電圧値に基づいて、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したか否かを判定し、前記機械式リレー、前記第１半導体リレー、または前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する。

【0034】

本態様にあっては、処理部は、前記車両が通常電流状態である場合、機械式リレーと負荷との間の第１電圧を取得し、取得した第１電圧が所定値未満である場合、機械式リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。処理部は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレーまたは第２半導体リレーの下流側の半導体リレーと負荷との間の第１電圧を取得する。また、処理部は第１半導体リレーと第２半導体リレーとの間の第２電圧値を取得する。処理部は、第１電圧値及び第２電圧値が共に所定値未満である場合、上流側に配置された半導体リレーがオフ故障であると判定する。処理部は、第１電圧値が所定値未満であり、第２電圧値が所定値以上である場合、下流側の半導体リレーがオフ故障であると判定する。処理部は、機械式リレー、第１半導体リレー、または第２半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力することで、搭乗者に故障が発生した旨を通知することが可能である。

【0035】

（１２）本開示の一態様に係る車載装置は、前記処理部は、前記第１半導体リレーまたは前記第２半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる。

【0036】

本態様にあっては、第１半導体リレーまたは第２半導体リレーがオフ故障し、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレー及び第２半導体リレーを介して負荷に電流を流すことが不可となった場合、機械式リレーをオンにすることで、継続して負荷に電流を流すことが可能である。

【0037】

（１３）本開示の一態様に係る車載装置は、前記第１半導体リレーは電流経路においてソースがドレインの上流側に配置されるＰチャネル型のＦＥＴであり、前記第２制御回路は、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーのゲートへ印加する電圧を上昇させることにより前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーのゲートへ印加する電圧を低下させることにより前記第１半導体リレーをオンにする。

【0038】

本態様にあっては、第１半導体リレーはＰチャネル型のＦＥＴであり、第２制御回路は、通常電流状態にされた場合、第１半導体リレーのソースに印加される電圧と同等の電圧をバッテリ電源からの電流を用いてゲートに印加することにより、第１半導体リレーをオフの状態に保つことが可能である。また、第２制御回路は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレーのゲートに印加される電圧を降圧させることにより、第１半導体をオンにすることが可能である。これにより、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレーのゲートに印加される電圧を低くすることが出来るので、車両停車中におけるバッテリ電源の消費電力を低減することが可能である。

【0039】

（１４）本開示の一態様に係る車載装置は、前記車両の状態を判定可能な処理部を備え、前記処理部は、前記車両の状態を判定し、電流経路における前記機械式リレー及び前記第１半導体リレーの下流側かつ前記負荷の上流側である箇所の第１電圧値を取得し、前記車両の状態の判定結果及び前記第１電圧値に基づいて、前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したか否かを判定し、前記機械式リレーまたは前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力する。

【0040】

本態様にあっては、処理部は、前記車両が通常電流状態である場合、機械式リレーと負荷との間の第１電圧値を取得し、取得した第１電圧値が所定値未満である場合、機械式リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。また、処理部は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレーと負荷との間の第１電圧値を取得し、取得した第１電圧値が所定値未満である場合、第１半導体リレーがオンにならないオフ故障であると判定する。処理部は、機械式リレーまたは第１半導体リレーが故障したと判定した場合、判定結果を出力することで、搭乗者に故障が発生した旨を通知することが可能である。

【0041】

（１５）本開示の一態様に係る車載装置は、前記処理部は、前記第１半導体リレーが故障したと判定した場合、前記第１制御回路に、前記機械式リレーをオンにさせる。

【0042】

本態様にあっては、第１半導体リレーがオフ故障し、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレーを介して負荷に電流を流すことが不可となった場合、機械式リレーをオンにすることで、継続して負荷に電流を流すことが可能である。

【0043】

（１６）本開示の一態様に係る制御方法は、車両に搭載され、負荷へ給電を制御する車載装置の制御方法であって、前記車載装置は、バッテリ電源と負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーとを備え、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにし、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする。

【0044】

本態様にあっては、機械式リレー及び半導体スイッチを用いて効率的に給電することができる。

【0045】

（１７）本開示の一態様に係るプログラムは、車両に搭載され、負荷へ給電を制御する車載装置を制御する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記車載装置は、バッテリ電源と負荷との間に接続された機械式リレーと、前記機械式リレーと並列に接続された第１半導体リレーとを備え、前記車両が通常電流状態である場合、前記機械式リレーをオンにし、前記車両が低電流状態である場合、前記機械式リレーをオフにし、前記車両が通常電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオフにし、前記車両が低電流状態である場合、前記第１半導体リレーをオンにする処理をコンピュータに実行させる。

【0046】

本態様にあっては、機械式リレー及び半導体スイッチを用いて効率的に給電することができる。

【0047】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る給電制御装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0048】

（実施形態１）
図１は、実施形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。図１においては、電流線は実線によって示され、信号線は破線によって示される。電源システム１は車両に搭載されており、車載装置１０、バッテリ電源１１、及び負荷１３を備える。バッテリ電源１１は、直流電流を出力する電源である。車載装置１０は、バッテリ電源１１の正極と、複数の負荷１３の一端とに接続される。車載装置１０は、例えば、バッテリ電源１１から負荷１３への電流を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。バッテリ電源１１の負極と負荷１３の他端とは接地されている。以下の説明においては、バッテリ電源１１から負荷１３までの電流経路のうち、バッテリ電源１１側を電流の上流とし、負荷１３側を電流の下流とする。

【0049】

車両が起動した場合、バッテリ電源１１は負荷を作動させるための電流（通常電流）の電力を供給する。車両が停止した場合、バッテリ電源１１は通常電流よりも電流値が低い低電流の電力を供給する。低電流の電力が供給される負荷１３は、例えば、車内灯、またはセキュリティに関する装置など、車両停止中であっても作動する必要がある負荷である。マイコン４は、複数の負荷１３に供給される電力の電流値（負荷電流値）に基づいて、車両が通常電流状態であるか低電流状態であるかを判定することが可能である。なお、マイコン４はバッテリ電源１１から車載装置に通電される電流値に基づいて、車両が通常電流状態であるか低電流状態であるかを判定してもよい。

【0050】

負荷１３は電気機器である。負荷１３に電力が供給された場合、負荷１３は作動する。負荷１３への給電が停止した場合、負荷１３は動作を停止する。なお、車載装置１０に接続される負荷１３の個数は一つに限られず、複数の負荷１３が車載装置１０に接続されてもよい。

【0051】

車載装置１０は、機械式リレー２、第１半導体リレー３１、マイクロコンピュータ（マイコン）４、第１制御回路５１、第２制御回路５２、第１電圧検出部６１、逆流防止素子７溶断素子８、及びプルアップ抵抗Ｒを備える。これらは、共通の基板上に設置されている。なお、上述した構成のうち、一部が車載装置１０の外部に設置される構成であってもよい。

【0052】

機械式リレー２は、例えば、内蔵されたコイル２１に電流が流れた場合、発生する磁力によって引き寄せられた導体２２が電流経路を接続し、オンとなる有接点リレーである。機械式リレー２は、第１制御回路５１からコイル２１に電流が流れた場合、オンとなり、電流が停止された場合、オフとなる。機械式リレー２がオンである場合、バッテリ電源１１から負荷１３に電流が流れ、機械式リレー２がオフである場合、電流は流れない。

【0053】

本実施形態において、第１半導体リレー３１は、例えば、Ｎチャネル型のＦＥＴである。第１半導体リレー３１は、バッテリ電源１１と負荷１３との間で機械式リレー２と並列接続となるように配置されている。また、第１半導体リレー３１は、ドレインがソースに対して上流側に配置されるように電流経路に接続されている。第１半導体リレー３１は、第２制御回路５２からゲートに電圧が印加された場合、オンとなり、ゲートへの電圧の印加が停止した場合、オフとなる。第１半導体リレー３１がオンである場合、バッテリ電源１１から負荷１３に電流が流れ、第１半導体リレー３１がオフである場合、電流は流れない。

【0054】

第１制御回路５１は、機械式リレー２のコイル２１への電流を制御することにより機械式リレー２をオンまたはオフに切替える。第１制御回路５１は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳIＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）などの電子デバイスである。なお、第１制御回路５１は、マイクロコンピュータまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のソフトウェア処理部であってもよい。第１制御回路５１は、マイコン４から機械式リレー２をオンにする指示を示す信号（Ｈｉ電圧）が入力された場合、機械式リレー２のコイル２１へ電力を供給することによって機械式リレー２をオンにする。第１制御回路５１は、マイコン４から機械式リレー２をオフにする指示を示す信号（Ｌоｗ電圧）が入力された場合、または信号が入力されない場合、機械式リレー２のコイル２１へ電流を停止することによって機械式リレー２をオフにする。

【0055】

第２制御回路５２は、第１半導体リレー３１のゲートに電圧を印加することにより第１半導体リレー３１をオンまたはオフに切替える。第２制御回路５２は、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳIＣ、またはＡＳＳＰなどの電子デバイスである。なお、第２制御回路５２はマイコンまたはＤＳＰ等のソフトウェア処理部であってもよい。第２制御回路５２は、マイコン４から第１半導体リレー３１をオフにする指示を示す信号（Ｌоｗ電圧）が入力された場合、第１半導体リレー３１のゲートに電圧を印加せず、第１半導体リレー３１をオフにする。また、第２制御回路５２は、Ｈｉ電圧が入力された場合、マイコン４から第１半導体リレー３１をオンにする指示を示す信号が入力されたとみなし、第１半導体リレー３１のゲートに電圧を印加し、第１半導体リレー３１をオンにする。

【0056】

プルアップ抵抗Ｒは、バッテリ電源１１及びマイコン４から第２制御回路５２への信号線に接続する。低電流時にマイコン４が動作を停止し、第２制御回路５２への信号の出力を停止した場合、プルアップ抵抗Ｒを通電する電力の電圧がマイコン４から第２制御回路５２への信号線に印加され、第２制御回路５２にはＨｉ電圧（Ｈｉ―ｚ電圧）が入力される。これにより、マイコン４が動作を停止した場合、マイコン４が第１半導体リレー３１をオンにする指示を示す信号を出力した場合に相当する電圧が第２制御回路５２に印加される。これにより、マイコン４の動作が停止している場合でも、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１の制御を行うことが可能である。また、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１と一体的にＩＰＤによって構成されてもよい。この場合、マイコン４によって制御される場合と比較して低電流状態である場合に消費する電力を低減することが可能である。

【0057】

第１電圧検出部６１は、機械式リレー２及び第１半導体リレー３１の下流側かつ負荷１３の上流側の箇所の第１電圧値を検出する。すなわち、第１電圧検出部６１は、機械式リレー２がオンにされた場合の機械式リレー２の下流側かつ負荷１３の上流側の箇所の第１電圧値と、第１半導体リレー３１がオンにされた場合の第１半導体リレー３１の下流側かつ負荷１３の上流側の箇所の第１電圧値とを検出することが可能である。第１電圧検出部６１は検出した第１電圧値をマイコン４に出力する。

【0058】

逆流防止素子７は、例えばダイオードである。逆流防止素子７は、機械式リレー２及び第１半導体リレー３１の上流側に設けられている。逆流防止素子７は、誤って逆接続された場合に負荷１３からバッテリ電源１１に向かう電流を遮断する。

【0059】

溶断素子８は、ヒューズまたはヒュージブルリンク等である。溶断素子８は機械式リレー２及び第１半導体リレー３１の下流側かつ、各負荷１３の上流側に一つずつ設けられている。基準電流以上の電流が溶断素子８を介して流れた場合、溶断素子８は溶断される。基準電流以上の電流が流れた場合、溶断素子８が溶断することで機械式リレー２及び第１半導体リレー３１は保護される。

【0060】

図２は実施形態１におけるマイコン４の要部構成を示すブロック図である。マイコン４は、入力部４１、記憶部４２、制御部４３、第１出力部４４１、第１Ａ／Ｄ変換部４５１、外部出力部４６、及び電流判定部４８を有する。これらは内部バス４７に接続されている。

【0061】

入力部４１には、複数の負荷１３に供給される電力の電流値の合計（負荷電流値）が入力される。なお、入力部４１には、バッテリ電源１１から車載装置に通電する電流値（装置電流値）が入力されてもよい。入力部４１に負荷電流値が入力された場合、入力部４１は入力された負荷電流値を電流判定部４８に通知する。

【0062】

記憶部４２は不揮発性メモリである。記憶部４２には、コンピュータプログラムＰ（プログラム製品）が記憶されている。制御部４３は、処理を実行する処理素子、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)を有し、処理部として機能する。制御部４３の処理素子は、コンピュータプログラムＰを実行することによって、第１制御回路５１に機械式リレー２のオンまたはオフを切替えさせる処理、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１のオンまたはオフを切り替えさせる処理、機械式リレー２または第１半導体リレー３１の故障を判定する処理、及び機械式リレー２または第１半導体リレー３１の故障判定結果を出力する処理を実行する。

【0063】

なお、コンピュータプログラムＰは、制御部４３の処理素子が読み取り可能に記憶媒体Ａに記憶されていてもよい。この場合、図示しない読み出し装置によって記憶媒体Ａから読み出されたコンピュータプログラムＰが記憶部４２に書き込まれる。記憶媒体Ａは、光ディスク、フレキシブルディスク、磁気ディスク、磁気光ディスク又は半導体メモリ等である。光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ、又は、ＢＤ（Blu-ray(登録商標) Disc）等である。磁気ディスクは、例えばハードディスクである。また、図示しない通信網に接続されている図示しない装置からコンピュータプログラムＰをダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムＰを記憶部４２に書き込んでもよい。

【0064】

また、記憶部４２は、電流判定部４８が車両の状態を判定するための閾値（状態閾値）、及び機械式リレー２または第１半導体リレー３１の故障を判定するための所定値等を記憶している。

【0065】

電流判定部４８は、入力部４１から通知された負荷電流値に基づいて車両の状態を判定する。電流判定部４８は、記憶部４２から状態閾値を読み出し、負荷電流値と状態閾値とを比較する。負荷電流値が状態閾値以上である場合、電流判定部４８は、車両が通常電流状態であると判定する。負荷電流値が状態閾値未満である場合、電流判定部４８は、車両が低電流状態であると判定する。電流判定部４８は、判定した車両の状態を制御部４３に出力する。なお、電流判定部４８は、バッテリ電源１１から車載装置に通電する電流値（装置電流値）に基づいて車両の状態を判定してもよい。電流判定部４８は例えばＣＰＵなどの処理素子によって上述の処理を実行し、制御部４３の一機能部として構成されてもよい。なお、電流判定部４８は、コンパレータ等のアナログ素子によって上述の処理を実行してもよい。

【0066】

第１出力部４４１は、第１制御回路５１に、機械式リレー２をオンまたはオフに切替える指示を示す信号を出力する。制御部４３は、第１出力部４４１に機械式リレー２のオン又はオフへの切替えを指示する。第１出力部４４１は、制御部４３の指示に従って第１制御回路５１に出力する信号を切替える。これにより、機械式リレー２はオンまたはオフに切替えられる。具体的に、第１出力部４４１は、第１制御回路５１にＬоｗ電圧またはＨｉ電圧を出力することにより、第１制御回路５１に機械式リレー２を切替えさせる。

【0067】

第２出力部４４２は、第２制御回路５２に、第１半導体リレー３１をオンまたはオフに切り替える指示を示す信号を出力する。制御部４３は、第２出力部４４２に第１半導体リレー３１のオンまたはオフへの切り替えを指示する。第２出力部４４２は、制御部４３の指示に従って第２制御回路５２に出力する信号を切り替える。具体的に、第２出力部４４２は、第１制御回路５１にＬоｗ電圧またはＨｉ電圧を出力することにより、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１を切替えさせる。なお、マイコン４が作動を停止している場合、第２出力部４４２は信号を出力しない。

【0068】

第１Ａ／Ｄ変換部４５１には、第１電圧検出部６１からアナログの第１電圧値に関する電圧情報が入力される。第１Ａ／Ｄ変換部４５１は、アナログの電圧情報が入力された場合、入力されたアナログの電圧情報をデジタルの電圧情報に変換する。制御部４３は、第１Ａ／Ｄ変換部４５１が変換したデジタルの電圧情報を第１Ａ／Ｄ変換部４５１から取得する。

【0069】

外部出力部４６は、例えば、ナビゲーション機器またはＨＭIなどの表示機器に機械式リレー２または第１半導体リレー３１の故障判定結果を出力する。制御部４３は、取得した車両の状態と、第１Ａ／Ｄ変換部４５１から取得した第１電圧値とに基づき、機械式リレー２または第１半導体リレー３１が故障したか否かを判定する。制御部４３は、機械式リレー２または第１半導体リレー３１が故障したと判定した場合、外部出力部４６に判定結果の出力を指示する。外部出力部４６は、制御部４３の指示に従って表示機器に判定結果を出力する。判定結果を取得した表示機器は、判定結果を表示する。すなわち、制御部４３が、機械式リレー２が故障したと判定した場合、表示機器には機械式リレー２が故障した旨が表示され、制御部４３が、第１半導体リレー３１が故障したと判定した場合、表示機器には第１半導体リレー３１が故障した旨が表示される。

【0070】

マイコン４は、イーサネット（Ethernet／登録商標）またはＣＡＮ（Control Area Network）等の通信プロトコルを用いる通信部を備えてもよい。マイコン４は、当該通信部を介して他の車載ＥＣＵと通信を行い、例えば負荷１３を作動させる指示を示す作動信号を取得してもよい。

【0071】

図３は、実施形態１における第２制御回路５２による制御処理手順を示すフローチャートである。第２制御回路５２は、マイコン４からの信号を取得する（Ｓ１）。第２制御回路５２は、マイコン４から取得した信号が第１半導体リレー３１をオンにする指示であるか否かを判定する（Ｓ２）。なお、第２制御回路５２は、Ｈｉ電圧が印加されている場合、マイコン４から第１半導体リレー３１をオンにする指示を取得したと判定し、Ｌоｗ電圧が印加されている場合、マイコン４から第１半導体リレー３１をオフにする指示を取得したと判定する。

【0072】

信号が第１半導体リレー３１をオンにする指示である場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１をオンにする（Ｓ３）。なお、Ｓ３において既に第１半導体リレー３１がオンである場合、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１をオンの状態に保持する。

【0073】

信号が第１半導体リレー３１をオフにする指示である場合（Ｓ２：ＮＯ）、第２制御回路５２は、第１半導体リレー３１をオフにする（Ｓ４）。なお、Ｓ４において既に第１半導体リレー３１がオフである場合、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１をオフの状態に保持する。第２制御回路５２は、Ｓ３またはＳ４を実行後、処理をＳ１に返して同様の処理を繰り返す。

【0074】

図４は、実施形態１におけるマイコン４による制御処理手順を示すフローチャートである。マイコン４の制御部４３は、電流判定部４８から車両の状態を取得する（Ｓ１１）。制御部４３は取得した車両の状態が通常電流状態であるか否かを判定する（Ｓ１２）。

【0075】

車両が通常電流状態である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御部４３は、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１をオフにさせる（Ｓ１３）。なお、Ｓ１３において既に第１半導体リレー３１がオフである場合、制御部４３は第１半導体リレー３１をオフの状態に保持する。制御部４３は第１制御回路５１に機械式リレー２をオンにさせる（Ｓ１４）。なお。Ｓ１４において既に機械式リレー２がオンである場合、制御部４３は機械式リレー２をオンの状態に保持する。

【0076】

制御部４３は、第１電圧検出部６１が検出した第１電圧値を取得する（Ｓ１５）。制御部４３は、取得した第１電圧値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１６）。

【0077】

第１電圧値が所定値以上である場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部４３は処理をＳ１に返す。第１電圧値が所定値未満である場合（Ｓ１６：ＮＯ）、制御部４３は機械式リレー２がオフ故障であると判定する（Ｓ１７）。制御部４３は機械式リレー２がオフ故障である判定結果を表示機器に出力し（Ｓ１８）、処理を終了する。

【0078】

車両が通常電流状態でない場合、すなわち、低電流状態である場合（Ｓ１２：ＮＯ）、制御部４３は第１制御回路５１に機械式リレー２をオフにさせる。（Ｓ１９）なお、Ｓ１９において既に機械式リレー２がオフである場合、制御部４３は機械式リレー２をオフの状態に保持する。

【0079】

制御部４３は、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１をオンにさせる（Ｓ２０）。Ｓ２０において、制御部４３は、第２制御回路５２への信号の出力を停止することにより、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１をオンにさせる。なお、Ｓ２０において既に第１半導体リレー３１がオンである場合、制御部４３は、第１半導体リレー３１をオンの状態に保持する。

【0080】

制御部４３は、第１電圧検出部６１が検出した第１電圧値を取得する（Ｓ２１）。制御部４３は、取得した第１電圧値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。なお、Ｓ２２における所定値はＳ１６における所定値と同値でもよく、異なる値であってもよい。

【0081】

第１電圧値が所定値以上である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部４３は処理をＳ１１に返す。なお、制御部４３は、処理をＳ１１に返す前に、第１半導体リレー３１が正常である旨の判定結果を表示機器に出力してもよい。第１電圧値が所定値未満である場合（Ｓ２２：ＮＯ）、制御部４３は第１半導体リレー３１がオフ故障であると判定する（Ｓ２３）。制御部４３は、第１制御回路５１に機械式リレー２をオンにさせる（Ｓ２４）。制御部４３は第１半導体リレー３１がオフ故障である判定結果を表示機器に出力し（Ｓ２５）、処理を終了する。

【0082】

以上の構成及び処理によれば、低電流状態である場合、機械式リレー２を介さず第１半導体リレー３１を介して負荷に電流を流すことにより、機械式リレー２を介して電流を流す回数を削減することが可能である。これにより、機械式リレー２の接点回数を削減し、負荷に対して効率的に給電することが可能である。なお、第１半導体リレー３１がオフ故障した場合にあっては、機械式リレー２を介して継続して負荷１３に電流を流すことが可能である。

【0083】

（実施形態２）
実施形態１では、車載装置１０が有する半導体リレーの数は１つである。しかしながら、車載装置１０が有する半導体リレーの数は２つであってもよい。
以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除
く他の構成は実施形態１と共通している。このため、実施形態１と共通する構成部には、
実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0084】

図５は、実施形態２における電源システムの要部構成を示すブロック図である。実施形態２における車載装置１０は第２半導体リレー３２を備える。第２半導体リレー３２は第１半導体リレー３１と直列に接続されている。本実施形態において第２半導体リレー３２は第１半導体リレー３１の上流側に設けられるが、第１半導体リレー３１の下流側に設けられてもよい。第２半導体リレー３２は例えばＮチャネル型のＦＥＴであり、ソースがドレインに対して上流側に配置されるように設けられている。第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２がオフである場合、第１半導体リレー３１はバッテリ電源１１から負荷１３へ向かって流れる電流を遮断し、第２半導体リレー３２は負荷１３からバッテリ電源１１に向かって流れる電流を遮断する。これにより、誤って逆接続された場合でも、電流が逆流することを防ぐことが可能である。

【0085】

実施形態２における第２制御回路５２は、第２半導体リレー３２のゲートに電圧を印加することにより第２半導体リレー３２をオンまたはオフに切替える。第２制御回路５２は、Ｈｉ電圧が印加されている場合、第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにする。第２制御回路５２は、Ｌоｗ電圧が印加されている場合、第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオフにする。

【0086】

実施形態２における車載装置１０は、第２電圧検出部６２を備える。第２電圧検出部は、第２半導体リレー３２の下流側かつ第１半導体リレー３１の上流側、すなわち第１半導体リレー３１と第２半導体リレー３２との間の箇所の第２電圧値を検出する。第２電圧検出部６２は、検出した第２電圧値をマイコン４に出力する。なお、本実施形態において第１電圧検出部が検出する電圧は第１電圧値とする。

【0087】

図６は、実施形態２におけるマイコン４の要部構成を示すブロック図である。実施形態２におけるマイコン４は、第２Ａ／Ｄ変換部４５２を備える。第２Ａ／Ｄ変換部４５２には、第２電圧検出部６２からアナログの第２電圧値に関する電圧情報が入力される。第２Ａ／Ｄ変換部４５２は、アナログの電圧情報が入力された場合、入力されたアナログの電圧情報をデジタルの電圧情報に変換する。制御部４３は、第２Ａ／Ｄ変換部４５２が変換したデジタルの電圧情報を第２Ａ／Ｄ変換部４５２から取得する。

【0088】

制御部４３は、電流判定部４８が判定した車両の状態と、第１Ａ／Ｄ変換部４５１から取得した第１電圧値と、第２Ａ／Ｄ変換部４５２から取得した第２電圧値とに基づき、機械式リレー２、第１半導体リレー３１、または第２半導体リレー３２が故障したか否かを判定する。

【0089】

図７は、実施形態２における第２制御回路５２による制御処理手順を示すフローチャートである。第２制御回路５２は、マイコン４からの信号を取得する（Ｓ３１）。第２制御回路５２は、マイコン４から取得した信号が第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにする指示であるか否かを判定する（Ｓ３２）。なお、第２制御回路５２は、Ｈｉ電圧が印加されている場合、マイコン４から第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにする指示を取得したと判定し、Ｌоｗ電圧が印加されている場合、マイコン４から第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオフにする指示を取得したと判定する。

【0090】

信号が第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにする指示である場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにする（Ｓ３３）。なお、Ｓ３３において既に第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２がオンである場合、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンの状態に保持する。

【0091】

信号が第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオフにする指示である場合（Ｓ３２：ＮＯ）、第２制御回路５２は、第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオフにする（Ｓ３４）。なお、Ｓ３４において既に第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２がオフである場合、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２オフの状態に保持する。第２制御回路５２は、Ｓ３３またはＳ３４を実行後、処理をＳ３１に返して同様の処理を繰り返す。

【0092】

図８は、実施形態２におけるマイコン４による制御処理手順を示すフローチャートである。Ｓ４１～Ｓ４８における処理は、図４に示すＳ１１～Ｓ１８と同様の処理である。なお、Ｓ４３において制御部４３は、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオフにさせる。

【0093】

Ｓ４２において車両が通常電流状態ではない、すなわち低電流状態である場合（Ｓ４２：ＮＯ）、マイコン４の制御部４３は、第１制御回路５１に機械式リレー２をオフにさせる（Ｓ４９）。制御部４３は、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにさせる（Ｓ５０）。

【0094】

制御部４３は、第１電圧検出部６１から第１電圧値を、及び第２電圧検出部６２から第２電圧値を取得する（Ｓ５１）。制御部４３は、第１電圧値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ５２）。第１電圧値が所定値以上である場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、制御部４３は処理をＳ４１に返す。第１電圧値が所定値未満である場合（Ｓ５２：ＮＯ）、制御部４３は第２電圧値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ５３）。なお、Ｓ５３における所定値は、Ｓ４６またはＳ５２における所定値と同値でもよく、Ｓ４６及びＳ５２における所定値と異なる値であってもよい。

【0095】

第２電圧値が所定値以上である場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）、制御部４３は第１半導体リレー３１がオフ故障であると判定する（Ｓ５４）。第２電圧値が所定値未満である場合（Ｓ５３：ＮＯ）、制御部４３は第２半導体リレー３２がオフ故障であると判定する（Ｓ５５）。制御部４３は、Ｓ５４またはＳ５５を実行後、第１制御回路５１に機械式リレー２をオンにさせる（Ｓ５６）。制御部４３は、Ｓ５４またはＳ５５における判定結果を表示機器に出力し（Ｓ５７）、処理を終了する。

【0096】

以上の構成及び処理によれば、第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２がオフである場合、バッテリ電源から負荷に向かって及び負荷からバッテリ電源に向かって電流が流れることはなく、他に逆接続された場合に電流を遮断する機構を設ける必要がない。なお、マイコン４の記憶部４２は、管理項目（フィールド）に車両の状態、第１電圧値、第２電圧値、及び故障状態を含むテーブルを記憶してもよい。故障状態のフィールドには、故障しているリレーの種類が格納されている。この場合、制御部４３は、取得した車両の状態、実際に検出された第１電圧値及び第２電圧値をテーブルに格納された情報と照合することによって、機械式リレー２、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２の故障を判定してもよい。

【0097】

（実施形態３）
実施形態２では、第２半導体リレー３２は第１半導体リレー３１と直列に接続される。しかしながら、第２半導体リレー３２は第１半導体リレー３１と並列に接続されてもよい。
以下では、実施形態３について実施形態２と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施形態２と共通している。このため、実施形態２と共通する構成部には、実施形態２と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0098】

図９は、実施形態３における電源システムの要部構成を示すブロック図である。実施形態３における第２半導体リレー３２は、第１半導体リレー３１と並列に接続される。第２半導体リレー３２は例えばＮチャネル型のＦＥＴであり、ドレインがソースの上流に配置されるように設けられている。

【0099】

第１半導体リレー３１の下流側には、第１抵抗９１が設けられており、第２半導体リレー３２の下流側には第２抵抗９２が設けられている。第１抵抗９１の両端は故障検出回路９に接続されている。すなわち、第１抵抗９１はシャント抵抗として機能する。

【0100】

故障検出回路９は、第１半導体リレー３１及び第１抵抗９１間の接続ノードから電流を引き込み、引き込んだ電流に基づいて、第１抵抗９１の両端間の電圧値に比例するアナログの電圧値（抵抗電圧値）を出力する。具体的には、故障検出回路９は、特開２０２１―１０９４７７において開示されている電流検出回路と同様の回路であってもよい。すなわち、故障検出回路９は第１抵抗９１の両端間の電圧値に応じて抵抗値が変化する可変抵抗（例えばＰチャネル型のＦＥＴ）を備え、該可変抵抗によって降圧後の電圧値を抵抗電圧値として出力する。

【0101】

実施形態３における第２制御回路５２は、実施形態２と同様に、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにする。

【0102】

図１０は、実施形態３におけるマイコン４の要部構成を示すブロック図である。実施形態３におけるマイコン４の第２Ａ／Ｄ変換部４５２には、故障検出回路９からアナログの抵抗電圧値に関する電圧情報が入力される。第２Ａ／Ｄ変換部４５２は、アナログの電圧情報が入力された場合、入力されたアナログの電圧情報をデジタルの電圧情報に変換する。制御部４３は、第２Ａ／Ｄ変換部４５２が変換したデジタルの電圧情報を第２Ａ／Ｄ変換部４５２から取得する。

【0103】

実施形態３におけるマイコン４の記憶部４２は、抵抗電圧値に係る閾値として、下側閾値及び上側閾値を記憶している。下側閾値は上側閾値未満であり、ゼロを超える。マイコン４の制御部４３は、判定した車両の状態と、第１Ａ／Ｄ変換部４５１から取得した第１電圧値と、第２Ａ／Ｄ変換部４５２から取得した抵抗電圧値に基づき、機械式リレー２、第１半導体リレー３１、または第２半導体リレー３２が故障したか否かを判定する。具体的には、低電流状態である場合に抵抗電圧値が下側閾値未満である場合、制御部４３は第１半導体リレー３１がオフ故障であると判定する。また、低電流状態である場合に抵抗電圧値が上側閾値以上である場合、制御部４３は第２半導体リレー３２がオフ故障であると判定する。

【0104】

図１１は、実施形態３におけるマイコン４による制御処理手順を示すフローチャートである。Ｓ６１～Ｓ６８は図８におけるＳ４１～Ｓ４８と同様の処理である。Ｓ６２において車両が通常電流状態ではない、すなわち低電流状態である場合（Ｓ６２：ＮＯ）、マイコン４の制御部４３は機械式リレー２をオフにする（Ｓ６９）。制御部４３は、第２制御回路５２に第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンにさせる（Ｓ７０）。

【0105】

制御部４３は第１電圧検出部６１から第１電圧値を取得する（Ｓ７１）。制御部４３は第１電圧値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ７２）。

【0106】

第１電圧値が所定値未満である場合（Ｓ７２：ＮＯ）、制御部４３は第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２がオフ故障であると判定する（Ｓ７３）。制御部４３は第１制御回路５１に機械式リレー２をオンにさせる（Ｓ７４）。制御部４３は、Ｓ７３における判定結果を表示機器に出力し（Ｓ７５）、処理を終了する。

【0107】

第１電圧値が所定値以上である場合（Ｓ７２：ＹＥＳ）、制御部４３は、故障検出回路９から抵抗電圧値を取得する（Ｓ７６）。制御部４３は、抵抗電圧値が下側閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ７７）。抵抗電圧値が下側閾値未満である場合（Ｓ７７：ＮＯ）、制御部４３は第１半導体リレー３１がオフ故障であると判定する（Ｓ７８）。

【0108】

抵抗電圧値が下側閾値以上である場合（Ｓ７７：ＹＥＳ）、制御部４３は抵抗電圧値が上側閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ７９）。抵抗電圧値が上側閾値未満である場合（Ｓ７９：ＮＯ）、制御部４３は処理をＳ６１に返す。抵抗電圧値が上側閾値以上である場合（Ｓ７９：ＹＥＳ）、制御部４３は第２半導体リレー３２がオフ故障であると判定する（Ｓ８０）。

【0109】

制御部４３は、Ｓ７８またはＳ８０における判定結果を表示機器に出力し（Ｓ８１）、処理を終了する。

【0110】

以上の構成及び処理によれば、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２の一方がオフ故障となった場合でも、他方の半導体リレーを介して負荷への電力の供給を継続することが可能である。

【0111】

（実施形態４）
実施形態２では、第２半導体リレー３２はドレインがソースの上流側に配置されるように設けられる。しかしながら、第２半導体リレー３２はソースがドレインの上流側に配置されるように設けられてもよい。
以下では、実施形態４について実施形態２と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施形態２と共通している。このため、実施形態２と共通する構成部には、実施形態２と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0112】

図１２は、実施形態４における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。実施形態４における車載装置１０の第２半導体リレー３２は、ドレインがソースの上流側に配置され、第１半導体リレー３１と直列に接続されるように設けられている。図１２においては、第２半導体リレー３２は第１半導体リレー３１の上流側に設けられているが、第１半導体リレー３１の下流側に設けられてもよい。

【0113】

また、機械式リレー２及び第１半導体リレー３１の上流側には、逆流防止素子７が設けられている。これにより、誤って逆接続された場合に負荷１３からバッテリ電源１１に向かう電流を遮断することが可能である。

【0114】

実施形態４におけるマイコン４の構成、第２制御回路５２による処理、及びマイコン４による処理は、実施形態２と同様である。

【0115】

以上の構成によれば、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２の一方がオフにならないオン故障となった場合でも、他方の半導体リレーをオフにすることにより、電流を遮断することが可能である。

【0116】

（実施形態５）
実施形態１では、第１半導体リレー３１はＮチャネル型のＦＥＴである。しかしながら、第１半導体リレー３１はＰチャネル型のＦＥＴであってもよい。
以下では、実施形態５について実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施形態１と共通している。このため、実施形態１と共通する構成部には、実施形態２と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0117】

図１３は、実施形態５における電源システムの要部構成を示すブロック図である。実施形態５における車載装置１０の第１半導体リレー３１は、ソースがドレインの上流に設けられるＰチャネル型のＦＥＴである。第２制御回路５２は、車両が通常電流状態である場合、第１半導体リレー３１のソースに印加される電圧と同等の電圧をゲートに印加し、第１半導体リレー３１を電流が流れないオフの状態にする。第２制御回路５２は、車両が低電流状態である場合、第１半導体リレー３１のゲートに印加される電圧を降圧することにより、第１半導体リレー３１を電流が流れるオフの状態にする。

【0118】

実施形態５におけるマイコン４の構成、第２制御回路５２による処理、及びマイコン４による処理は、実施形態１と同様である。

【0119】

以上の構成によれば、第２制御回路５２は、車両が低電流状態である場合に第１半導体リレー３１のゲートに印加される電圧を低くすることが出来るので、
車両停車中におけるバッテリ電源１１の消費電力を低減することが可能である。

【0120】

（変形例）
上述の各実施形態において、マイコン４の制御部４３は、機械式リレー２、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２がオフ故障であるか否かを判定するが、これに限られない。制御部４３は車両の状態、第１電圧値、第２電圧値、または抵抗電圧値に基づいて機械式リレー２、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２がオフにならないオン故障を判定してもよい。制御部４３は機械式リレー２、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２のオフ故障及びオン故障を判定し、故障したリレー及び故障の種類を表示機器に出力してもよい。

【0121】

上述の各実施形態において、第１制御回路５１は機械式リレー２をオンまたはオフに切り替え、第２制御回路５２は第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンまたはオフに切り替えるが、これに限られない。機械式リレー２、第１半導体リレー３１または第２半導体リレー３２は、マイコン４によってオンまたはオフへの切り替えが制御されてもよい。また、第２制御回路５２は、マイコン４からの信号に基づいて第１半導体リレー３１及び第２半導体リレー３２をオンまたはオフに切り替えてもよい。

【0122】

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載しても良い。

【符号の説明】

【0123】

１ 電源システム
１０ 車載装置
１１ バッテリ電源
１３ 負荷
２ 機械式リレー
３１ 第１半導体リレー
３２ 第２半導体リレー
４ マイクロコンピュータ（マイコン）
４１ 入力部
４２ 記憶部
４３ 制御部
４４ 出力部
４６ 外部出力部
４８ 電流判定部
５１ 第１制御回路
５２ 第２制御回路
６１ 第１電圧検出部
６２ 第２電圧検出部
９ 故障検出回路
９１ 第１抵抗
９２ 第２抵抗
Ａ 記憶媒体
Ｐ コンピュータプログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】